Chương 2: Lựa chọn thông số tính toán Trang 16 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 2.1 Chọn thông số 2.1.1 Cấp điều hòa Khi thiết kế hệ thống điều hòa không khí, việc đầu tiên là phải lựa chọn cấp điều hòa cho hệ thống điều hòa không khí cần tính. Cấp điều hòa không khí thể hiện độ chính xác trạng thái không khí cần điều hòa của công trình. Có ba cấp như sau: - Hệ thống điều hòa không khí cấp I có độ chính xác nh ất. - Hệ thống điều hòa không khí cấp II có độ chính xác trung bình. - Hệ thống điều hòa không khí cấp III có độ chính xác vừa phải. Tùy vào từng trường hợp mà ta chọn cấp độ chính xác cao hay thấp. Khi ta chọn cấp độ chính xác cao thì kéo theo giá thành trang thiết bị cao, ngược lại khi ta chọn cấp độ chính xác vừa phải thì giá thành trang thiết bị cũng vừa phải. Đối với trung tâm thương mại cũng giống các công trình bình thường khác như nhà ở , trường, văn phòng… không cần đòi hỏi độ chính xác cao, nghiêm ngặt như các khu máy tính dữ liệu, phòng sạch… nên ta chọn cấp điều hòa không khí là cấp III, cấp thấp nhất và cũng phổ biến nhất với các thông số vi khí hậu cho phép chênh lệch một ít trong phạm vi không quá 17ngày/năm. 2.1.2 Các thông số vi khí hậu a) Nhiệt độ, độ ẩm không khí ngoài trời (t N , N ϕ ) Hệ thống điều hòa không khí tại công trình ta chọn hệ thống cấp III. Theo yêu cầu thiết kế của công trình, ta có: 0 32 ; 80% NN tC ϕ == . Đối với khu tầng hầm 1 ta giả thiết nhiệt độ của không gian xung quanh khu điều hòa có nhiệt độ là 0 30 ; 80% NN tC ϕ == . b) Nhiệt độ, độ ẩm không khí trong nhà (t T , T ϕ ) Nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí trong phòng ký hiệu t T, T ϕ ứng với trạng thái của không khí trong phòng được biểu diễn bằng điểm T trên đồ thị của không khí ẩm. Việc chọn giá trị t T , T ϕ phụ thuộc vào mùa trong năm, và đặc biệt là phụ thuộc vào điều kiện công nghệ đối với điều hòa công nghệ: ví dụ công nghệ sản xuất bia, bánh kẹo, lên men, phòng sạch… hoặc tính năng sử dụng của công trình đó đối với điều hòa tiện nghi: ví dụ công trình đó tính năng là khu thương mại, văn phòng cho thuê, cửa hàng, nhà hàng, rạp hát…Theo yêu cầu thiết kế với giá trị nhiệt độ, độ ẩm trong phòng như sau: 0 22 ; 60% TT tC ϕ == . c) Tốc độ không khí lưu chuyển trong phòng Tốc độ không khí luân chuyển trong phòng phải thích hợp, không quá lớn khi nhiệt độ gió cấp vào phòng là thấp để tránh làm cho con người bị cảm lạnh, bay giấy tờ… cũng không quá thấp vì sẽ không tạo được cảm giác mát mẻ cho không gian điều hòa. Với nhiệt độ không khí trong phòng 0 22 T tC= , tốc độ gió hợp lý theo bảng 2.2 [1] là 0, 25 0,3 k ω =÷ m/s, chọn 0, 25 k ω = m/s. Chương 2: Lựa chọn thông số tính toán Trang 17 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh d) Độ ồn Ta đã biết tuy độ ồn không phải là thông số vi khí hậu quan trọng hàng đầu như yếu tố nhiệt độ và độ ẩm, nhưng tùy vào công trình cụ thể mà độ ồn sẽ có mức độ quan tâm khác nhau. Với các không gian cần yên tĩnh như phòng ngủ, phòng họp và đặc biệt là các phòng thu, phát thanh, truyền hình…thì độ ồn là yếu tố quan tâm đầu tiên. Ngược lại với các không gian công cộng, rộng lớn như trung tâm thương m ại, các khu siêu thị, nhà hàng…độ ồn cho phép sẽ cao hơn. Tham khảo bảng 2.10 [1] ta có thể chọn độ ồn cho phép cho khu thương mại cũng như nhà hàng, siêu thị là 50dB. 2.1.3 Các thông số phục vụ quá trình tính nhiệt thừa, ẩm thừa và một số thông số khác Các hệ số tính toán k tt và hệ số không đồng thời k đt của thành phần động cơ, thiết bị điện Q 1 ; phụ tải đèn Q 2 và nhiệt do con người tỏa ra Q 3. Bảng 2.1: Hệ số tính toán và hệ số không đồng thời Thành phần Hệ số tính toán k tt Hệ số không đồng thời k đt Động cơ, thiết bị điện 1 1 Đèn - 0.9 Nhiệt do người tỏa - Khu nhà hàng, siêu thị - Khu thương mại - - 0.4 0.6 − Công trình này sử dụng kính loại kính chống nắng, màu đồng nâu, dày 12mm. Các giá trị hệ số hấp thụ, hệ số phản xạ, hệ số xuyên qua và hệ số kính theo bảng 3.7 [1] lần lượt như sau: 0,74; 0,05; 0,21; 0,58 KKKK αρτε = === . − Trung tâm thương mại hay các khu nhà hàng, siêu thị là không gian mở, rộng lớn, lượng người ra vào cửa trong một giờ là đáng kể. Do đó cần tính đến lượng gió lọt cho lối ra vào trung tâm thương mại ở tầng 1 (trục C-D) với giả thiết là lượng người qua lại cửa xoay 50người/giờ theo bảng 3.15 [1] ta có giá trị lượng không khí lọt qua cửa là 0,8 c V = m 3 /người. − Các khu nhà hàng, siêu thị ở tầng 5 đều thông với nhau và thông với khu vực thương mại của tầng 5 và không có cửa liên thông nên không tính đến thành phần gió lọt do ra vào cửa nhiều cho các khu vực này. Đối với nhà hàng ở tầng hầm 1 cũng vậy, thường du khách sẽ xuống đó bằng lối thang máy ở các tầng 1 đến 5, hoặc thang cuốn ở tầng 1 chứ ít ra vào nhà hàng bằng cửa ra vào trên đường xuống đậu xe khu tầng hầ m 2. Do đó lượng không khí lọt vào thông qua cửa ra vào tại khu vực này là không đáng kể. − Các thông số kinh nghiệm về lượng gió tươi cần cấp, phân bố mật độ người, công suất đèn, (bỏ qua công suất thiết bị vì nhiệt do hệ thống âm thanh trong trung tâm thương mại tỏa ra là không đáng kể). Chương 2: Lựa chọn thông số tính toán Trang 18 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh Bảng 2.2: Các thông số yêu cầu thiết kế Khu vực Gió tươi m 3 /h.người Mật độ người m 2 /người Công suất chiếu sáng W/m 2 Động cơ thang cuốn kW Thương mại 18 5-9 25 Siêu thị 18 5-9 33 Nhà hàng 21.6 1.4-5 50 6.2 kW/1cái (tầng hầm 1 và tầng 2-5) 6.8kW/1cái (tầng 1) Chú ý: − Trong bảng trên, đèn mà khu nhà hàng sử dụng là đèn halogen với công suất 50W và bố trí cách nhau từ 1-1,5m. Ta chọn bố trí đèn tại tâm, khoảng cách giữa mỗi bóng là 1m nên công suất chiếu sáng là 50W/m 2 . − Mật độ người cho khu thương mại và siêu thị lấy theo tiêu chuẩn nước ngoài [2] theo loại hình Shoping center và Supermarket: 50-100ft 2 /người ; nhà hàng theo loại hình Restaurant: 15-50ft 2 /người. Ta lấy giá trị trung bình để tính toán, tức đối với khu mua sắm và siêu thị là 7m 2 /người và khu nhà hàng là 3m 2 /người. − Công suất động cơ thang cuốn được tính theo công thức: 1, 07 1, 35PHkW= + (2-1) [3] Trong đó H(m) là chiều cao từ sàn tầng dưới đến sàn tầng trên. − Ở các trung tâm thương mại, nhà hàng, siêu thị người ta thường dùng hệ Chiller cấp nước lạnh đến các AHU hay FCU được treo trên trần rồi từ đó dẫn các kênh gió chia đều gió cho không gian điều hòa thông qua lực đẩy của hệ thống quạt trong các AHU, FCU. Chọn tốc độ gió thích hợp là một vấn đề liên quan đến quá trình phân tích tính kinh tế của hệ thống ; thường chọn vận tốc gió trong ống gió cấp, gió hồi không quá 8m/s, và không quá 5m/s đối với ống gió thải khu toilet. − Tổn thất áp suất trên 1m chiều dài ống. Thường trong quá trình thiết kế để giúp cho việc tính toán đường ống gió được nhanh lẹ và chính xác ta áp dụng phương pháp ma sát đồng đều. Việc quan trọng hàng đầu trong phương pháp này là xác định được tổn thất trên 1mét đường ống dựa vào lưu lượng tổng ban đầu và việc lựa chọn vận tốc gió hợp lý. Tuy nhiên, với giá trị vận tốc gió hợp lý đã ch ọn thì giá trị tổn thất tính được cũng phải nằm trong một khoảng giá trị nào đó làm sao vừa thoả mãn yêu cầu thiết kế, vừa đảm bảo yêu cầu về độ ồn cũng như tính kinh tế cho công trình. Với hệ thống tốc độ thấp người ta chọn tổn thất áp suất trên 1m đường ống có giá trị 10,5± Pa/m. 2.2 Lựa chọn sơ đồ nhiệt, các công thức xác định năng suất thiết bị Để tận dụng nhiệt của không khí thải, nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng, và tiết kiệm điện năng, ta chọn sơ đồ điều hòa không khí một cấp. Đây là sơ đồ có thực hiện hồi một phần gió từ không gian điều hòa và lấy một lượng gió tươ i cần thíết bên ngoài vào thiết bị xử lý nhiệt rồi sau đó thổi vào phòng. Nguyên lý làm việc như sau : Không khí bên ngoài trời có trạng thái N(t N , ϕ N ) với lưu lượng G N qua cửa lấy gió có van điều chỉnh 1, được đưa vào buồng hòa trộn 3 để hòa trộn với không khí hồi có trạng thái T(t T , ϕ T ) với lưu lượng G T từ các miệng Chương 2: Lựa chọn thông số tính toán Trang 19 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh hồi gió 2. Hỗn hợp hòa trộn có trạng thái C sẽ được đưa đến thiết bị xử lý 4. Tại đây, hỗn hợp không khí sẽ được xử lý theo một chương trình định sẵn đến trạng thái O và được quạt 5 vận chuyển theo kênh gió 6 vào phòng 8. Không khí, sau khi ra khỏi miệng thổi 7 có trạng thái V, vào nhận nhiệt thừa Q T và ẩm thừa W T rồi tự thay đổi trạng thái từ V đến T(t T , ϕ T ). Sau đó, một phần không khí được thải ra ngoài và một phần lớn được quạt gió 11 hút về qua miệng hút 9 theo kênh 10. Hình 2.1: Sơ đồ hệ thống tuần hoàn một cấp . Chương 2: Lựa chọn thông số tính toán Trang 16 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 2.1 Chọn. không đáng kể). Chương 2: Lựa chọn thông số tính toán Trang 18 GVHD: Nguyễn Thị Tâm Thanh SVTH: Phạm Hữu Tâm Đặng Thế Vinh Bảng 2 .2: Các thông số yêu cầu thiết